JP3173075B2 - プロペラシャフトの製造方法 - Google Patents
プロペラシャフトの製造方法Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/02—Shafts; Axles
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
- F16D3/38—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
- F16D3/382—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another constructional details of other than the intermediate member
- F16D3/387—Fork construction; Mounting of fork on shaft; Adapting shaft for mounting of fork
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/01—Parts of vehicles in general
- F16C2326/06—Drive shafts
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- Motor Power Transmission Devices (AREA)
- Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプロペラシャフトの製造
方法に関する。
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車工業の分野では、車輌重量を軽く
して燃費節減を図るために、各種の部材を繊維強化プラ
スチック材で代替することが試みられている。これら部
材のうち、たとえば、プロペラシャフトは、繊維強化プ
ラスチック管の両端部に、駆動軸や従動軸と連結してそ
のトルクを伝達するための接続継手を接続した構造にな
っている。このようなプロペラシャフトにおいては、ト
ルク伝達時に、繊維強化プラスチック管と接続継手との
接続部に応力集中が発生しやすく、そのため、当該接続
部は充分大きい破壊強度を有する接続状態になっている
ことが必要とされる。
して燃費節減を図るために、各種の部材を繊維強化プラ
スチック材で代替することが試みられている。これら部
材のうち、たとえば、プロペラシャフトは、繊維強化プ
ラスチック管の両端部に、駆動軸や従動軸と連結してそ
のトルクを伝達するための接続継手を接続した構造にな
っている。このようなプロペラシャフトにおいては、ト
ルク伝達時に、繊維強化プラスチック管と接続継手との
接続部に応力集中が発生しやすく、そのため、当該接続
部は充分大きい破壊強度を有する接続状態になっている
ことが必要とされる。
【０００３】ところで、繊維強化プラスチック管と継手
部材とを接続する方法としては、従来、様々な方法が提
案されている。たとえば、繊維強化プラスチック管体の
端部内壁に周方向に延びる２条の溝を平行に周設し、こ
れらの溝に弾力性を有するＯリングを嵌め込み、前記管
体に継手部材を挿入した後Ｏリング間に接着剤を注入し
て接続する方法が、特開昭５２−１２７５５２号公報に
開示されている。
部材とを接続する方法としては、従来、様々な方法が提
案されている。たとえば、繊維強化プラスチック管体の
端部内壁に周方向に延びる２条の溝を平行に周設し、こ
れらの溝に弾力性を有するＯリングを嵌め込み、前記管
体に継手部材を挿入した後Ｏリング間に接着剤を注入し
て接続する方法が、特開昭５２−１２７５５２号公報に
開示されている。
【０００４】しかしながら、この方法で形成された接続
部は、強度が小さく、しかも耐久性に劣るという問題が
あり、前記したプロペラシャフトのような過酷な条件下
で使用される部材に適用することはほとんどできない。
また、特開昭５５−１５９３１４号には、繊維強化プラ
スチック管の端部内壁に金属製スリーブを組み込んだシ
ャフトの製造方法が開示されている。
部は、強度が小さく、しかも耐久性に劣るという問題が
あり、前記したプロペラシャフトのような過酷な条件下
で使用される部材に適用することはほとんどできない。
また、特開昭５５−１５９３１４号には、繊維強化プラ
スチック管の端部内壁に金属製スリーブを組み込んだシ
ャフトの製造方法が開示されている。
【０００５】この方法によれば、フィラメントワインデ
ィング法で繊維強化プラスチック管を成形するときに、
まずマンドレルの所定位置に、外周の断面形状が多角形
になっている金属製スリーブを配置し、この上から樹脂
含浸強化繊維を巻付けることにより、前記金属製スリー
ブが一体に組込まれた繊維強化プラスチック管が製造さ
れる。そして、接続継手と前記金属製スリーブを溶接し
て両者の接続がなされている。
ィング法で繊維強化プラスチック管を成形するときに、
まずマンドレルの所定位置に、外周の断面形状が多角形
になっている金属製スリーブを配置し、この上から樹脂
含浸強化繊維を巻付けることにより、前記金属製スリー
ブが一体に組込まれた繊維強化プラスチック管が製造さ
れる。そして、接続継手と前記金属製スリーブを溶接し
て両者の接続がなされている。
【０００６】しかしながら、この方法においても、つぎ
のような問題がある。すなわち、まず、接続継手との正
確な接続との関係で、マンドレルへの金属製スリーブの
配置作業は可成り煩雑となり、そのため、生産性の低下
を招きやすい。また、金属製スリーブの外周の断面形状
は多角形になっているので、ここに巻付けられた強化繊
維は前記多角形の頂部で応力集中を受けやすくなり、そ
の結果、強化繊維が金属製スリーブの表面から剥離して
しまうこともある。さらには、接続継手と金属製スリー
ブとの溶接時に、その熱によって、成形されている繊維
強化プラスチック管の一部が劣化するという問題も発生
する。
のような問題がある。すなわち、まず、接続継手との正
確な接続との関係で、マンドレルへの金属製スリーブの
配置作業は可成り煩雑となり、そのため、生産性の低下
を招きやすい。また、金属製スリーブの外周の断面形状
は多角形になっているので、ここに巻付けられた強化繊
維は前記多角形の頂部で応力集中を受けやすくなり、そ
の結果、強化繊維が金属製スリーブの表面から剥離して
しまうこともある。さらには、接続継手と金属製スリー
ブとの溶接時に、その熱によって、成形されている繊維
強化プラスチック管の一部が劣化するという問題も発生
する。
【０００７】また、特公昭６２−５３３７３号公報に
は、つぎのような接続方法が開示されている。この方法
では、接続素子の接続端の外周に軸方向に延びる切込み
歯を形成し、この接続素子を繊維強化プラスチック管の
管口から圧入したのち、その繊維強化プラスチック管の
外側に、金属製の支持環を押し嵌めて３者を同心的に組
み合わせている。前記した切込み歯が圧入の過程で繊維
強化プラスチック管の内壁に刻み目をつけ、これが切込
み歯と噛み合っていることにより、接続素子と繊維強化
プラスチック管との相対回転が防止される。
は、つぎのような接続方法が開示されている。この方法
では、接続素子の接続端の外周に軸方向に延びる切込み
歯を形成し、この接続素子を繊維強化プラスチック管の
管口から圧入したのち、その繊維強化プラスチック管の
外側に、金属製の支持環を押し嵌めて３者を同心的に組
み合わせている。前記した切込み歯が圧入の過程で繊維
強化プラスチック管の内壁に刻み目をつけ、これが切込
み歯と噛み合っていることにより、接続素子と繊維強化
プラスチック管との相対回転が防止される。
【０００８】しかしながら、この方法の場合、接続素子
と繊維強化プラスチック管と支持環を同心的に組み合わ
せるためには、フィラメントワインディング法で成形し
たのちの繊維強化プラスチック管の外周を、偏肉しない
ように機械加工することが必要になる。また、支持環は
金属製であるため、全体の重量は増加してしまい、軽量
化の実現という目的と相反するようになる。
と繊維強化プラスチック管と支持環を同心的に組み合わ
せるためには、フィラメントワインディング法で成形し
たのちの繊維強化プラスチック管の外周を、偏肉しない
ように機械加工することが必要になる。また、支持環は
金属製であるため、全体の重量は増加してしまい、軽量
化の実現という目的と相反するようになる。
【０００９】このように、繊維強化プラスチック管と接
続継手との接続に関する従来方法には、上記したような
多くの問題があり、プロペラシャフトの製造方法として
適切であるとはいいがたい。
続継手との接続に関する従来方法には、上記したような
多くの問題があり、プロペラシャフトの製造方法として
適切であるとはいいがたい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、繊維
強化プラスチック管と接続継手との接続における上記し
たような問題を解決することにより、トルク伝達軸とし
ての充分なトルク伝達力を有するとともに、製造が比較
的簡単で、したがって安価に製造することができるプロ
ペラシャフトの製造方法を提供することである。
強化プラスチック管と接続継手との接続における上記し
たような問題を解決することにより、トルク伝達軸とし
ての充分なトルク伝達力を有するとともに、製造が比較
的簡単で、したがって安価に製造することができるプロ
ペラシャフトの製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、繊維強化プラスチックから
なり、かつ、端部に強化繊維による周方向補強巻層を含
んでいる円筒体の前記端部の内側に、外周面に、軸方向
に延び、かつ、歯先円の直径が前記円筒体の前記端部の
内径よりも大きい切込み歯を有するヨークを圧入し、前
記切込み歯で前記円筒体の前記端部の内壁に刻み目を刻
設しながら、前記切込み歯を、前記端部の前記内壁に喰
い込ませることによって、前記円筒体と前記ヨークとを
相対回転しないように接続するプロペラシャフトの製造
方法であって、 前記円筒体は、端部の肉厚が他の部分の
肉厚の１.２〜２.０倍であることを特徴とする、プロペ
ラシャフトの製造方法が提供される。また、本発明にお
いては、繊維強化プラスチックからなり、かつ、端部に
強化繊維による周方向補強巻層を含んでいる円筒体の前
記端部の内側に、外周面に、軸方向に延び、かつ、歯先
円の直径が前記円筒体の前記端部の内径よりも大きい切
込み歯を有するヨークを圧入し、前記切込み歯で前記円
筒体の前記端部の内壁に刻み目を刻設しながら、前記切
込み歯を、前記端部の前記内壁に喰い込ませることによ
って、前記円筒体と前記ヨークとを相対回転しないよう
に接続するプロペラシャフトの製造方法であって、 前記
円筒体は、前記切込み歯の歯先円の直径と円筒体の端部
との差が０.１〜０.６mmであることを特徴とする、プロ
ペラシャフトの製造方法が提供される。 更に、本発明に
おいては、繊維強化プラスチックからなり、かつ、端部
に強化繊維による周方向補強巻層を含んでいる円筒体の
前記端部の内側に、外周面に、軸方向に延び、かつ、歯
先円の直径が前記円筒体の前記端部の内径よりも大きい
切込み歯を有するヨークを圧入し、前記切込み歯で前記
円筒体の前記端部の内壁に刻み目を刻設しながら、前記
切込み歯を、前記端部の前記内壁に喰い込ませることに
よって、前記円筒体と前記ヨークとを相対回転しないよ
うに接続するプロペラシャフトの製造方法であって、 前
記円筒体は、前記円筒体の端部に対する圧入長が、円筒
体の端部の内径の０.５〜１.０倍であることを特徴とす
る、プロペラシャフトの製造方法が提供され る。
ために、本発明においては、繊維強化プラスチックから
なり、かつ、端部に強化繊維による周方向補強巻層を含
んでいる円筒体の前記端部の内側に、外周面に、軸方向
に延び、かつ、歯先円の直径が前記円筒体の前記端部の
内径よりも大きい切込み歯を有するヨークを圧入し、前
記切込み歯で前記円筒体の前記端部の内壁に刻み目を刻
設しながら、前記切込み歯を、前記端部の前記内壁に喰
い込ませることによって、前記円筒体と前記ヨークとを
相対回転しないように接続するプロペラシャフトの製造
方法であって、 前記円筒体は、端部の肉厚が他の部分の
肉厚の１.２〜２.０倍であることを特徴とする、プロペ
ラシャフトの製造方法が提供される。また、本発明にお
いては、繊維強化プラスチックからなり、かつ、端部に
強化繊維による周方向補強巻層を含んでいる円筒体の前
記端部の内側に、外周面に、軸方向に延び、かつ、歯先
円の直径が前記円筒体の前記端部の内径よりも大きい切
込み歯を有するヨークを圧入し、前記切込み歯で前記円
筒体の前記端部の内壁に刻み目を刻設しながら、前記切
込み歯を、前記端部の前記内壁に喰い込ませることによ
って、前記円筒体と前記ヨークとを相対回転しないよう
に接続するプロペラシャフトの製造方法であって、 前記
円筒体は、前記切込み歯の歯先円の直径と円筒体の端部
との差が０.１〜０.６mmであることを特徴とする、プロ
ペラシャフトの製造方法が提供される。 更に、本発明に
おいては、繊維強化プラスチックからなり、かつ、端部
に強化繊維による周方向補強巻層を含んでいる円筒体の
前記端部の内側に、外周面に、軸方向に延び、かつ、歯
先円の直径が前記円筒体の前記端部の内径よりも大きい
切込み歯を有するヨークを圧入し、前記切込み歯で前記
円筒体の前記端部の内壁に刻み目を刻設しながら、前記
切込み歯を、前記端部の前記内壁に喰い込ませることに
よって、前記円筒体と前記ヨークとを相対回転しないよ
うに接続するプロペラシャフトの製造方法であって、 前
記円筒体は、前記円筒体の端部に対する圧入長が、円筒
体の端部の内径の０.５〜１.０倍であることを特徴とす
る、プロペラシャフトの製造方法が提供され る。
【００１２】
【作用】本発明方法によれば、繊維強化プラスチックか
らなる円筒体の端部の肉厚が他の部分の肉厚の１.２〜
２.０倍であるか、ヨーク接続端の切込み歯の歯先円の
直径と円筒体の端部との差が０.１〜０.６mmであるか、
または円筒体の端部に対するヨーク接続端の圧入長が円
筒体の端部の０.５〜１.０倍であるかになっているの
で、ヨークの接続端を円筒体の端部に圧入すると、ヨー
クの接続端の外周に形成されている切込み歯は、円筒体
の端部の内壁に刻み目を刻設しながら前記端部の内壁に
喰い込み、自らが刻設した刻み目と噛み合って、ヨーク
と円筒体とは相対回転が起こらないように接続される。
らなる円筒体の端部の肉厚が他の部分の肉厚の１.２〜
２.０倍であるか、ヨーク接続端の切込み歯の歯先円の
直径と円筒体の端部との差が０.１〜０.６mmであるか、
または円筒体の端部に対するヨーク接続端の圧入長が円
筒体の端部の０.５〜１.０倍であるかになっているの
で、ヨークの接続端を円筒体の端部に圧入すると、ヨー
クの接続端の外周に形成されている切込み歯は、円筒体
の端部の内壁に刻み目を刻設しながら前記端部の内壁に
喰い込み、自らが刻設した刻み目と噛み合って、ヨーク
と円筒体とは相対回転が起こらないように接続される。
【００１３】そのとき、円筒体の端部では、円周方向が
補強されているので、ヨークが円筒体の端口に圧入され
ても、その管口は変形せずに当初の口径を保持し、切込
み歯による円筒体内壁への喰い込みが確実に進み、しか
も、径方向の緊締力を受けるようになって、その接続状
態は非常に強固になる。また、本発明方法によれば、円
筒体の外側に支持環を配することも必要でないため、同
心度をだすための外周への機械加工は不要となり、軽量
化と相俟って接続に要する工程が簡略化される。
補強されているので、ヨークが円筒体の端口に圧入され
ても、その管口は変形せずに当初の口径を保持し、切込
み歯による円筒体内壁への喰い込みが確実に進み、しか
も、径方向の緊締力を受けるようになって、その接続状
態は非常に強固になる。また、本発明方法によれば、円
筒体の外側に支持環を配することも必要でないため、同
心度をだすための外周への機械加工は不要となり、軽量
化と相俟って接続に要する工程が簡略化される。
【００１４】
【実施態様】以下に、添付図面に基づいて実施態様を説
明する。図１において、円筒体１は、常用のフィラメン
トワインディング法などの方法で成形されたもので、そ
の管口１ａから所望の長さｌに亘る端部１ｂでは、その
内径はＤと一定で、その円周方向の強度が他の部分１ｃ
よりも補強されている。そして、この管口１ａから後述
するヨークの接続端が圧入されることにより、この端部
１ｂが両者の接続部となる。
明する。図１において、円筒体１は、常用のフィラメン
トワインディング法などの方法で成形されたもので、そ
の管口１ａから所望の長さｌに亘る端部１ｂでは、その
内径はＤと一定で、その円周方向の強度が他の部分１ｃ
よりも補強されている。そして、この管口１ａから後述
するヨークの接続端が圧入されることにより、この端部
１ｂが両者の接続部となる。
【００１５】この円筒体をフィラメントワインディング
法で成形する場合、それがトルク伝達軸として使用され
ることを考慮にいれると、曲げ共振周波数を高めるため
には、樹脂含浸強化繊維を、円筒体の軸方向に対して５
〜２０°の巻き角度で所望の厚みになるまでマンドレル
の全長に亘って巻付けたのち、それを熱処理している。
しかし、このような巻付けの態様では、成形された円筒
体の円周方向弾性率があまり高くないので、ここにヨー
クの接続端を圧入したときに、端部１ｂの内径Ｄが変化
してしまい、良好な接続状態が得られなくなる。
法で成形する場合、それがトルク伝達軸として使用され
ることを考慮にいれると、曲げ共振周波数を高めるため
には、樹脂含浸強化繊維を、円筒体の軸方向に対して５
〜２０°の巻き角度で所望の厚みになるまでマンドレル
の全長に亘って巻付けたのち、それを熱処理している。
しかし、このような巻付けの態様では、成形された円筒
体の円周方向弾性率があまり高くないので、ここにヨー
クの接続端を圧入したときに、端部１ｂの内径Ｄが変化
してしまい、良好な接続状態が得られなくなる。
【００１６】そのため、本発明に用いる円筒体１の場合
は、少なくともこの端部１ｂの円周方向の強度、具体的
には、弾性率が２〜１０ton/mm2 となるように補強され
る。端部１ｂの円周方向弾性率を上記値まで補強するた
めには、たとえば、内径Ｄが５０〜８０mmのとき、端部
１ｂを成形するときに、これに加えて、樹脂含浸強化繊
維を円筒体の軸方向に対して８０〜９０°の範囲で配列
するように巻付け、その巻付け層を２〜１０層存在させ
るようにして周方向補強巻層１ｄを形成すればよい。当
然、端部１ｂは他の部分１ｃよりも厚肉になる。
は、少なくともこの端部１ｂの円周方向の強度、具体的
には、弾性率が２〜１０ton/mm2 となるように補強され
る。端部１ｂの円周方向弾性率を上記値まで補強するた
めには、たとえば、内径Ｄが５０〜８０mmのとき、端部
１ｂを成形するときに、これに加えて、樹脂含浸強化繊
維を円筒体の軸方向に対して８０〜９０°の範囲で配列
するように巻付け、その巻付け層を２〜１０層存在させ
るようにして周方向補強巻層１ｄを形成すればよい。当
然、端部１ｂは他の部分１ｃよりも厚肉になる。
【００１７】このとき、シャフトになる円筒体１に許容
される外径は、他の部材との関係で決定されるので、こ
の外径があまり大きくなることは好ましくない。また、
外径が大きくなると、曲げ共振周波数が低下したり、重
量が増加したりするという問題も生じてくる。このよう
なことから、端部１ｂを補強するための補強巻層１ｄの
肉厚は、他の部分１ｃの厚みの1.２〜2.０倍の範囲内に
制限することが必要になる。また、補強巻層１ｄと他の
部分１ｃとの境界は、画然とした段差構造ではなく、図
１で示したようなテーパー１ｅを形成していることが好
ましい。局部的な応力集中の発生を防止できるからであ
る。
される外径は、他の部材との関係で決定されるので、こ
の外径があまり大きくなることは好ましくない。また、
外径が大きくなると、曲げ共振周波数が低下したり、重
量が増加したりするという問題も生じてくる。このよう
なことから、端部１ｂを補強するための補強巻層１ｄの
肉厚は、他の部分１ｃの厚みの1.２〜2.０倍の範囲内に
制限することが必要になる。また、補強巻層１ｄと他の
部分１ｃとの境界は、画然とした段差構造ではなく、図
１で示したようなテーパー１ｅを形成していることが好
ましい。局部的な応力集中の発生を防止できるからであ
る。
【００１８】一方、円筒体１の端部１ｂに接続するヨー
ク２は、その接続端２ａの外周面に、軸方向に延びてい
る切込み歯２ｂが設けられている。この切込み歯２ｂ
は、図１のII−II線に沿う断面図で示したように、その
先端が鋭利な歯であることが好ましい。そして、この切
込み歯２ｂにおける歯先円の直径Ｄｙは、円筒体１の端
部１ｂの内径Ｄよりも大径になっている。
ク２は、その接続端２ａの外周面に、軸方向に延びてい
る切込み歯２ｂが設けられている。この切込み歯２ｂ
は、図１のII−II線に沿う断面図で示したように、その
先端が鋭利な歯であることが好ましい。そして、この切
込み歯２ｂにおける歯先円の直径Ｄｙは、円筒体１の端
部１ｂの内径Ｄよりも大径になっている。
【００１９】この場合、ＤｙとＤとの差は、端部１ｂの
肉厚や端部１ｂの円周方向弾性率の値によっても変わっ
てくるが、その値は、０.１〜０.６mmの範囲内に設定さ
れる。ＤｙとＤとの差が０.１mm未満の場合には、ヨー
ク２の接続端２ａを円筒体１の管口１ａから端部１ｂに
圧入したときに、切込み歯２ｂによって端部１ｂの内壁
１ｆに刻設される刻み目の深さは浅くなり、そのため、
切込み歯２ｂと刻み目との噛み合いが不充分で、両者間
で高い接続強度が得られず、プロペラシャフトとして求
められる充分に大きな破壊強度が得られないようにな
る。また、ＤｙとＤの差が０.６mmより大きい場合は、
ヨーク２の圧入に要する荷重は増大するので圧入装置が
大型化するとともに、円筒体１の端部１ｂの強度が低い
時には、その端部１ｂ自体が破壊するという問題を引き
起こしてしまう。
肉厚や端部１ｂの円周方向弾性率の値によっても変わっ
てくるが、その値は、０.１〜０.６mmの範囲内に設定さ
れる。ＤｙとＤとの差が０.１mm未満の場合には、ヨー
ク２の接続端２ａを円筒体１の管口１ａから端部１ｂに
圧入したときに、切込み歯２ｂによって端部１ｂの内壁
１ｆに刻設される刻み目の深さは浅くなり、そのため、
切込み歯２ｂと刻み目との噛み合いが不充分で、両者間
で高い接続強度が得られず、プロペラシャフトとして求
められる充分に大きな破壊強度が得られないようにな
る。また、ＤｙとＤの差が０.６mmより大きい場合は、
ヨーク２の圧入に要する荷重は増大するので圧入装置が
大型化するとともに、円筒体１の端部１ｂの強度が低い
時には、その端部１ｂ自体が破壊するという問題を引き
起こしてしまう。
【００２０】上記した円筒体１の管口１ａからヨーク２
の接続端２ａを圧入し、接続端２ａの切込み歯２ｂで円
筒体の端部１ｂの内壁１ｆに刻み目を刻設しながら、切
込み歯２ｂを円筒体の端部１ｂの内壁１ｆに喰い込ませ
て両者を噛み合わせることによって、円筒体１とヨーク
２とが相対回転しないように接続して、本発明のプロペ
ラシャフトが製造される。
の接続端２ａを圧入し、接続端２ａの切込み歯２ｂで円
筒体の端部１ｂの内壁１ｆに刻み目を刻設しながら、切
込み歯２ｂを円筒体の端部１ｂの内壁１ｆに喰い込ませ
て両者を噛み合わせることによって、円筒体１とヨーク
２とが相対回転しないように接続して、本発明のプロペ
ラシャフトが製造される。
【００２１】この場合、ヨーク２の接続端２ａの圧入の
長さ（圧入長）は、円筒体１の端部１ｂの内径Ｄの０.
５〜１.０倍に設定される。この圧入長がＤの０.５倍値
より短い場合は、両者の接続部における強度がプロペラ
シャフトに求められる破壊強度よりも低くなり、またＤ
の１.０倍値より長くなると、必要とされる破壊強度を
大幅に上まわって無駄であると同時に、重量増、製造コ
スト増などの問題が生じてくるからである。
長さ（圧入長）は、円筒体１の端部１ｂの内径Ｄの０.
５〜１.０倍に設定される。この圧入長がＤの０.５倍値
より短い場合は、両者の接続部における強度がプロペラ
シャフトに求められる破壊強度よりも低くなり、またＤ
の１.０倍値より長くなると、必要とされる破壊強度を
大幅に上まわって無駄であると同時に、重量増、製造コ
スト増などの問題が生じてくるからである。
【００２２】なお、ヨーク２の接続端２ａに少しテーパ
ーをつけておいてもよい。ヨーク２を円筒体１の端部１
ｂの内側に圧入するときに、ヨーク２の圧入が円滑に行
えるようになるからである。また、ヨーク２を圧入する
ときに、円筒体１の端部の内壁１ｆまたはヨーク２の接
続端２ａの外周面に接着剤などを塗布しておくと、機械
的結合と接着剤による結合との両方が併用できる。
ーをつけておいてもよい。ヨーク２を円筒体１の端部１
ｂの内側に圧入するときに、ヨーク２の圧入が円滑に行
えるようになるからである。また、ヨーク２を圧入する
ときに、円筒体１の端部の内壁１ｆまたはヨーク２の接
続端２ａの外周面に接着剤などを塗布しておくと、機械
的結合と接着剤による結合との両方が併用できる。
【００２３】
実施例１ フィラメントワインダーに直径５5.５mmのマンドレルを
セットし、ここに、東レ株式会社製炭素繊維“トレカ”
Ｔ３００の糸束（６０００フィラメント）４本を引き揃
え、エポキシ樹脂を含浸した状態で給糸した。
セットし、ここに、東レ株式会社製炭素繊維“トレカ”
Ｔ３００の糸束（６０００フィラメント）４本を引き揃
え、エポキシ樹脂を含浸した状態で給糸した。
【００２４】繊維配列は、最初はマンドレルの軸方向に
対し１５°の巻き角度で８層の強化繊維の内層を形成
し、ついで、両端部のみ、軸方向に対し８８°の巻き角
度で６層の補強巻層を形成した。全体を加熱炉内で回転
加熱することにより、エポキシ樹脂を硬化し、ついで、
マンドレルを抜きとって図１で示したような円筒体１を
得た。
対し１５°の巻き角度で８層の強化繊維の内層を形成
し、ついで、両端部のみ、軸方向に対し８８°の巻き角
度で６層の補強巻層を形成した。全体を加熱炉内で回転
加熱することにより、エポキシ樹脂を硬化し、ついで、
マンドレルを抜きとって図１で示したような円筒体１を
得た。
【００２５】この円筒体１の内径Ｄは５5.５mm，端部１
ｂの外径は６４mmであり、内層１ｃの肉厚は2.２５mm，
補強巻層１ｄの厚みは2.０mmであった。また、端部１ｂ
における円周方向弾性率は６ton/mm2 であった。一方、
ヨークとして、図１で示したようなユニバーサルジョイ
ント用の鉄製ヨークを用意した。
ｂの外径は６４mmであり、内層１ｃの肉厚は2.２５mm，
補強巻層１ｄの厚みは2.０mmであった。また、端部１ｂ
における円周方向弾性率は６ton/mm2 であった。一方、
ヨークとして、図１で示したようなユニバーサルジョイ
ント用の鉄製ヨークを用意した。
【００２６】このヨーク２の接続端２ａの外周面に、歯
先円の直径Ｄｙが５5.９４mmの切込み歯２ｂを加工し
た。このヨークの接続端２ａを、円筒体１の管口１ａか
ら端部１ｂの内側に圧入した。圧入長は５０mmとした。
端部１ｂの内壁１ｆには、ヨーク２の接続端２ａの切込
み歯２ｂによって、深さ0.２２mmの刻み目が形成されて
両者が噛み合い、ヨーク２と円筒体１が接続した。
先円の直径Ｄｙが５5.９４mmの切込み歯２ｂを加工し
た。このヨークの接続端２ａを、円筒体１の管口１ａか
ら端部１ｂの内側に圧入した。圧入長は５０mmとした。
端部１ｂの内壁１ｆには、ヨーク２の接続端２ａの切込
み歯２ｂによって、深さ0.２２mmの刻み目が形成されて
両者が噛み合い、ヨーク２と円筒体１が接続した。
【００２７】この接続部の静的ねじり破壊試験を行った
ところ、ねじり破壊トルクは３５０Kg・ｍであり、充
分、車輌用のプロペラシャフトとして使用できることが
確認された。
ところ、ねじり破壊トルクは３５０Kg・ｍであり、充
分、車輌用のプロペラシャフトとして使用できることが
確認された。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明方
法によれば、繊維強化プラスチックからなる円筒体とヨ
ークを強固に接続することができ、得られた接続部材
は、車輌用プロペラシャフトとして充分使用できるもの
である。このことは、円筒体の端部の肉厚を他の部分の
肉厚の１.２〜２.０倍にして円筒体の端部における円周
方向弾性率が高くしたり、また、ヨークの切込み歯の歯
先円と円筒体の端部との差を０.１〜０.６mmと設定した
り、更には、ヨークの円筒体の端部に対する圧入長を円
筒体の端部の内径の０.５〜１.０倍に設定したので、そ
の端部の内径は変化せず、切込み歯による端部内壁への
刻み目の刻設が充分満足する状態で形成されるので、切
込み歯と刻み目の噛合いは良好になり、端部の軸方向へ
の緊締力も発生して、両者が強固に接続されるからであ
る。
法によれば、繊維強化プラスチックからなる円筒体とヨ
ークを強固に接続することができ、得られた接続部材
は、車輌用プロペラシャフトとして充分使用できるもの
である。このことは、円筒体の端部の肉厚を他の部分の
肉厚の１.２〜２.０倍にして円筒体の端部における円周
方向弾性率が高くしたり、また、ヨークの切込み歯の歯
先円と円筒体の端部との差を０.１〜０.６mmと設定した
り、更には、ヨークの円筒体の端部に対する圧入長を円
筒体の端部の内径の０.５〜１.０倍に設定したので、そ
の端部の内径は変化せず、切込み歯による端部内壁への
刻み目の刻設が充分満足する状態で形成されるので、切
込み歯と刻み目の噛合いは良好になり、端部の軸方向へ
の緊締力も発生して、両者が強固に接続されるからであ
る。
【００２９】また、金属製の支持環を接続部の外側に配
することも不要になるので、全体として軽量になる。
することも不要になるので、全体として軽量になる。
【図１】接続する前における円筒体とヨークとの位置関
係を示す部分断面図である。
係を示す部分断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
１ 繊維強化プラスチックからなる円筒体 １ａ 円筒体１の管口 １ｂ 円筒体１の端部 １ｃ 端部１ｂ以外の部分 １ｄ 繊維強化プラスチックからなる周方向補強巻層 １ｅ 補強巻層１ｄのテーパー １ｆ 端部１ｂの内壁 ２ ヨーク ２ａ ヨーク２の接続端 ２ｂ 切込み歯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 17/00 B60K 17/22 B60K 17/30 F16C 3/02
Claims (6)
- 【請求項１】 繊維強化プラスチックからなり、かつ、
端部に強化繊維による周方向補強巻層を含んでいる円筒
体の前記端部の内側に、外周面に、軸方向に延び、か
つ、歯先円の直径が前記円筒体の前記端部の内径よりも
大きい切込み歯を有するヨークを圧入し、前記切込み歯
で前記円筒体の前記端部の内壁に刻み目を刻設しなが
ら、前記切込み歯を、前記端部の前記内壁に喰い込ませ
ることによって、前記円筒体と前記ヨークとを相対回転
しないように接続するプロペラシャフトの製造方法であ
って、 前記円筒体は、端部の肉厚が他の部分の肉厚の１.２〜
２.０倍であることを特徴とする、プロペラシャフトの
製造方法。 - 【請求項２】 円筒体の補強巻層が、円筒体の軸方向に
対して８０〜９０°の角度で配列され、円筒体の端部の
周方向弾性率を２〜１０ton／mm2にする強化繊維を含ん
でいる、請求項１のプロペラシャフトの製造方法。 - 【請求項３】 繊維強化プラスチックからなり、かつ、
端部に強化繊維による周方向補強巻層を含んでいる円筒
体の前記端部の内側に、外周面に、軸方向に延び、か
つ、歯先円の直径が前記円筒体の前記端部の内径よりも
大きい切込み歯を有するヨークを圧入し、前記切込み歯
で前記円筒体の前記端部の内壁に刻み目を刻設しなが
ら、前記切込み歯を、前記端部の前記内壁に喰い込ませ
ることによって、前記円筒体と前記ヨークとを相対回転
しないように接続するプロペラシャフトの製造方法であ
って、 前記円筒体は、前記切込み歯の歯先円の直径と円筒体の
端部との差が０.１〜０.６mmであることを特徴とする、
プロペラシャフトの製造方法。 - 【請求項４】 円筒体の補強巻層が、円筒体の軸方向に
対して８０〜９０°の角度で配列され、円筒体の端部の
周方向弾性率を２〜１０ton／mm 2 にする強化繊維を含ん
でいる、請求項３のプロペラシャフトの製造方法。 - 【請求項５】 繊維強化プラスチックからなり、かつ、
端部に強化繊維による周方向補強巻層を含んでいる円筒
体の前記端部の内側に、外周面に、軸方向に延び、か
つ、歯先円の直径が前記円筒体の前記端部の内径よりも
大きい切込み歯を有するヨークを圧入し、前記切込み歯
で前記円筒体の前記端部の内壁に刻み目を刻 設しなが
ら、前記切込み歯を、前記端部の前記内壁に喰い込ませ
ることによって、前記円筒体と前記ヨークとを相対回転
しないように接続するプロペラシャフトの製造方法であ
って、 前記円筒体は、前記円筒体の端部に対する圧入長が、円
筒体の端部の内径の０.５〜１.０倍であることを特徴と
する、 プロペラシャフトの製造方法。 - 【請求項６】 円筒体の補強巻層が、円筒体の軸方向に
対して８０〜９０°の角度で配列され、円筒体の端部の
周方向弾性率を２〜１０ton／mm 2 にする強化繊維を含ん
でいる、請求項５のプロペラシャフトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30748691A JP3173075B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | プロペラシャフトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30748691A JP3173075B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | プロペラシャフトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05139170A JPH05139170A (ja) | 1993-06-08 |
| JP3173075B2 true JP3173075B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=17969672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30748691A Expired - Lifetime JP3173075B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | プロペラシャフトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3173075B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004060A (ja) | 2001-06-21 | 2003-01-08 | Toyota Industries Corp | 継手及び動力伝達シャフト並びに継手の製造方法 |
| JP4998023B2 (ja) * | 2007-03-09 | 2012-08-15 | トヨタ自動車株式会社 | ガスタービンの焼ばめ締結構造 |
| GB201704898D0 (en) * | 2017-03-28 | 2017-05-10 | Lentus Composites Ltd | Drive shaft |
| DE102017208424A1 (de) * | 2017-05-18 | 2018-11-22 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Welle und Verfahren zur Herstellung einer Welle |
| KR101999277B1 (ko) * | 2017-09-18 | 2019-07-11 | 효림산업 주식회사 | 자동차용 cfrp 프로펠러샤프트 |
| JP7217587B2 (ja) * | 2017-12-27 | 2023-02-03 | Ntn株式会社 | 動力伝達用シャフト |
-
1991
- 1991-11-22 JP JP30748691A patent/JP3173075B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05139170A (ja) | 1993-06-08 |
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